Когда мы думаем о кольцевых системах, на ум приходят такие планеты, как Сатурн. Это красивые кольца, безусловно, самые известные, но они не единственные планеты в нашей Солнечной системе, чтобы иметь их. Как мореплаватель продемонстрированные миссии, каждая планета во внешней Солнечной системе - от Юпитера до Нептуна - имеет свою собственную систему колец. И в последние годы астрономы обнаружили, что даже некоторые малые планеты, такие как астероиды Кентавр 10199 Чарикло и Хирон 2006 года, тоже имеют их.
Это была довольно удивительная находка, поскольку эти объекты имеют такие хаотические орбиты. Учитывая, что их пути через Солнечную систему часто изменяются из-за сильной гравитации газовых гигантов, астрономы, естественно, задаются вопросом, как малая планета может сохранить систему колец. Но благодаря команде исследователей из государственного университета Сан-Паулу в Бразилии мы можем быть близки к тому, чтобы ответить на этот вопрос.
В исследовании под названием «Кольца Чарикло под тесными встречами с гигантскими планетами», которое недавно появилось в Астрофизический ЖурналОни объяснили, как они построили модель Солнечной системы, которая включала 729 моделируемых объектов. Все эти объекты были того же размера, что и Чарикло, и имели свою собственную систему колец. Затем они приступили к процессу изучения влияния взаимодействия с газовым гигантом.
Чтобы сломать это, Кентавры - совокупность объектов в нашей Солнечной системе, которые ведут себя как кометы и астероиды (следовательно, почему они названы в честь гибридных зверей греческой мифологии). 10199 Чарикло - крупнейший известный представитель населения Кентавров, возможного бывшего Транс-Нептуновского Объекта (TNO), который в настоящее время вращается между Сатурном и Ураном.
Кольца вокруг этого астероида были впервые замечены в 2013 году, когда астероид претерпел звездную окклюзию. Это выявило систему из двух колец, с радиусами 391 и 405 км и шириной около 7 км 3 км соответственно. Особенности поглощения колец показали, что они частично состоят из водяного льда. В этом отношении они были очень похожи на кольца Юпитера, Сатурна, Урана и других газовых гигантов, которые в основном состоят из водяного льда и пыли.
За этим последовали выводы, сделанные в 2015 году, которые показали, что в 2006 году Хирон - еще один крупный кентавр - мог иметь свое собственное кольцо. Это привело к дальнейшим предположениям о том, что в нашей Солнечной системе может быть много малых планет с системой колец. Естественно, это немного сбивало с толку астрономов, поскольку кольца - это хрупкие структуры, которые, как считалось, являются эксклюзивными для газовых гигантов нашей Системы.
Профессор Othon Winter, ведущий научный сотрудник команды Сан-Паулу, сообщил Space Magazine по электронной почте:
«Сначала было неожиданностью найти кентавра с кольцами, поскольку у кентавров хаотические орбиты, блуждающие между планетами-гигантами и часто встречающиеся с ними. Тем не менее, мы показали, что в большинстве случаев кольцевая система может пережить все близкие столкновения с планетами-гигантами. Поэтому кентавры с кольцами могут быть гораздо более распространенными, чем мы думали раньше ».
Ради своего исследования Уинтер и его коллеги рассмотрели орбиты 729 смоделированных клонов Чарикло, когда они вращались вокруг Солнца в течение 100 миллионов лет. Исходя из этого, Уинтер и его коллеги обнаружили, что каждый Кентавр имел в среднем около 150 близких встреч с газовым гигантом в радиусе одного холма от рассматриваемой планеты. Как описывает зима:
«Исследование проводилось в два этапа. Сначала мы рассмотрели набор из более чем 700 клонов Чарикло. Клоны имели начальные траектории, которые немного отличались от Чарикло для статистических целей (поскольку мы имеем дело с хаотическими траекториями) и в вычислительном отношении моделировали их эволюцию орбиты вперед во времени (чтобы увидеть их будущее), а также назад во времени (чтобы увидеть их прошлое). Во время этих симуляций мы архивировали информацию обо всех близких встречах (многие тысячи), которые они имели с каждой из планет-гигантов ».
«На втором этапе мы выполнили моделирование каждого из близких столкновений, найденных на первом этапе, но теперь включили диск частиц вокруг Чарикло (представляющий частицы кольца). Затем в конце каждого моделирования мы анализировали, что случилось с частицами. Какие из них были удалены из Чарикло (избегая его гравитационного поля)? Какие из них были сильно обеспокоены (все еще вращаясь вокруг Чарикло)? Какие из них не претерпели существенного эффекта?
В конце концов, моделирование показало, что в 90 процентах случаев кольца кентавров пережили свою близкую встречу с газовыми гигантами, тогда как они были нарушены в 4 процентах случаев и были убраны только в 3 процентах случаев. Таким образом, они пришли к выводу, что если существует эффективный механизм, который создает кольца, то он достаточно силен, чтобы позволить кентаврам сохранить их.
Более того, их исследования, казалось бы, указывают на то, что то, что считалось уникальным для определенных планетных тел, на самом деле может быть более распространенным явлением. «Это показывает, что наша Солнечная система сложна не только в целом или для больших тел, - сказал Уинтер, - но даже маленькие тела могут показывать сложные структуры и даже более сложную временную эволюцию».
Следующим шагом для исследовательской группы является изучение формирования кольца, которое может показать, что они на самом деле забирают их у самих газовых гигантов. Но независимо от того, откуда они берутся, становится все более очевидным, что кентавры, такие как 10199 Чарикло, не одиноки. Более того, они не сдаются в ближайшее время!
